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“我们所谓的思考，其实就是进化了的一种内在运动。”
——鲁道夫·利纳斯（Rodolfo Llinás）
“如果不从进化论的角度去解释，生物学里的一切将无法理解。”
——狄奥多西·多勃赞斯基（Theodosius Dobzhansky）
海鞘的一生几乎是优哉游哉地度过的。幼年的海鞘像蝌蚪一样，出生后很有能量，会在海水里四处游荡，当发现了一块可以栖身的岩石后，它会安顿下来。一旦附着在岩石上，它就开始发育成成年海鞘的模样，头部有鼓包，还有两根像橡皮管一样用来呼吸、觅食的管子，它会轻轻地从一根管子里吸进海水，再从另一根管子里吐出去。随后的一生，就这么悠闲地过下去了。
但这悠闲的一生是要付出很高的代价的。在海鞘的幼年时期，它其实是有一个比较原始的大脑和一根贯穿全身的神经索的。它可以利用大脑和神经游来游去，寻找一个可供生活的好地方并支配身体游到那儿。但是，一旦附着在岩石上，海鞘会吃掉它的整个大脑和神经系统，因为以后再也不需要它们做任何决定或换地方了。
这个奇特的“用后即焚”的大脑清楚地告诉我们，为什么我们要有神经系统。在我们进一步讨论运动如何影响大脑之前，有另一个问题更值得思考，那就是为什么要有那么多的身体—大脑回路存在呢？著名的哥伦比亚神经学家鲁道夫·利纳斯利用海鞘证明了动物最初进化出大脑不是为了思考，而是为了远离危险，在它们朝向更容易生存的地方移动的时候，它们随时用大脑捕捉信息进行决策。利纳斯认为，在没有计划的情况下，运动太危险了。 1
在进化的过程中，有一个时期，生命在实验：面对严酷的生存环境，神经系统到底能不能让我们更好地生存下去？海鞘算是这一进化时期的缩影。神经系统运作起来太奢侈了。对人类来说，仅占我们身体重量2%的大脑，却消耗着我们身体总能量的20%。回看海鞘，只要它还需要移动，对神经系统的投资就是值得的。但如果它不再运动了，就不再值得了。所以，当海鞘在岩石上安家之后，不再需要移动了，思维运动也就没有必要了，整个神经系统就被它消化了。
在这个有关大脑存亡的进化时期，大多数物种都选择了不光要一生保留大脑，还要对大脑的构造进行精加工。自此，思考就跟行动同步发展了。人类的大脑虽然不算是大脑发展史上的巅峰，毕竟每一个物种都会按照适应其生存的方式，创造性地改造它们的大脑。但就大脑利用这件事而言，人类绝对是一个极端的例子。人类大脑包含的神经元是我们的近亲黑猩猩的3倍，其中有860亿个神经元，它们之间有超过100万亿种连接。所以，人类的大脑确实是全世界最复杂的存在。
之所以能有这么多神经元，主要是因为我们的大脑皮层有很多的大脑沟回，人类大脑皮层的绝对面积比类人猿大很多。随着大脑皮层要处理的信息越来越多，人类需要更大面积的皮层，但颅骨就那么大，唯一一种能把那么大面积的大脑皮层塞进大脑的方式，就是将其折叠成沟回。其他大脑皮层比较小的物种，比如狗、猫、黑猩猩，它们的大脑沟回比人类要少得多。更有甚者，一些老鼠、狨猴（marmosets）甚至没有沟回，它们的大脑光滑得像一只褪了毛的鸡。
有一种解释认为，我们的大脑皮层变大，是为了更好地去思考，比如思考一下我们如何能在复杂的社会中生存下去，或者预测一下我们将去哪儿觅食。后来，我们竟然学会了烹饪，然后，我们吃得越来越多，卡路里摄取得也越来越多，我们的大脑就变得越来越大。这么大的大脑，反过来促使我们能够更好地计划事情，在脑子里翻来覆去地想一些事，甚至能想出一些以前没有的东西。
这虽然是一个很好的理论，但它完全忽略了运动对大脑发展的影响。有一种新的理论，把运动这个重要的因素加入了我们的大脑进化过程中。它认为前瞻性思维的进化不仅是为了在脑子里抽象地计算，也是为了适应不断增长的进化的压力，从而找到更好的办法去行动。这么来看，人类最引以为傲的心理技巧，可以追溯到我们的进化史中，甚至可以追溯到人类存在之前。因为远古的生物也是需要找到新方法来走动觅食的。
2500万年前，我们和其他类人猿共同的祖先从猴子的进化分支中分离出来。早期的类人猿像它们的近亲猴子一样生活在树上，但它们更大、更重也更笨拙，经常面临从树枝上掉下来的危险。但它们很聪明地解决了这个问题：它们花更多的时间通过曲臂悬垂的方式来提升它们的手臂力量，在比它们小的猴子在树枝上保持平衡时，它们则紧紧抓在上面。这种策略很有效，经过数百万年这样的手臂锻炼（以及一些肩部的改变），它们慢慢进化出了在树上依靠臂力摆荡的能力——即利用手臂在树上荡来荡去，就像今天的长臂猿一样。
臂力摆荡是一种复杂的运动方式。英国杜伦大学的人类学家罗伯特·巴顿（Robert Barton）认为，臂力摆荡需要的不能是一个模糊的行动计划，而是一个百分之百确定的、安全的计划，让它们能从A点到B点。在树之间安全地摆动需要一边运动一边快速思考的能力，要快速计算运动中的每一个行动的结果，从而决定是否进行——我先用手抓住这儿，然后摆荡35度到达那儿……不行不行，一看那个树枝就承受不住我这个胖子，那我还是抓这边这根吧——这些就是它们在运动过程中持续进行的路径规划和运动方案的确定。巴顿在2014年发表的一篇论文中提出了他的观点：为了进行臂力摆荡所进化出的新的大脑回路，不仅改善了我们祖先的躯体运动技巧，更为我们人类大量的心理活动奠定了基础。 2
掌管这种超快运动的神经回路不是在充满沟回的大脑皮层中，而是在小脑中——小脑是一个看起来像菜花形状的小区域。小脑长在大脑的下方，看起来像是悬挂在大脑下面似的。当早期的类人猿开始在树上摆荡的时候，它们的小脑就开始变大了，它的大小扩大到远远超出了大脑皮层。这种趋势在类人猿进化过程中一直在持续，在人类的进化中更是加速发展。
大脑的回路非常混乱复杂，看起来就像老式电话交换机，而小脑则像是一个被精心打理的葡萄园，小脑内负责快速输入、输出的神经排列整齐，这种结构使得扩张变得很简单。这意味着同一模块的复制、组装可以很快进行，这对进化很重要。
这一发现在如今的生物进化学领域其实不是什么大不了的事儿。人们很早就知道小脑是负责控制精细运动的，所以小脑能够继续扩展去负责一项新的更复杂的运动应该不算很令人惊讶的事情了。
从20世纪90年代末到21世纪初，人们关于小脑的观点也开始改变。人们逐渐发现小脑不仅在运动中起作用，也在人类的思考和情绪控制中起作用。大脑成像技术和全脑神经元的扫描证实了这一点，小脑中许多不断进化更新的“模块”连接到了大脑皮层的额叶，而额叶是负责规划和前瞻性思维的，同时能帮助我们调整情绪反应。这证明了其实人类的小脑只有一小部分与大脑中负责运动的部分相连，其余部分则专注于管理认知和情感。
巴顿的理论认为，当臂力摆荡可以将运动、前瞻性规划和从高处坠落的潜在恐惧联系到一起时（即认知、情绪、行为联系到一起），它就为我们建立循序渐进的思维做好了准备，从理解语言和数字过渡到构建简单的工具、讲个故事，再到解决如何往返月球的问题。还有一种有趣的猜测，一些不太成功的社交活动也可能伴随着摆荡、跌落的感觉。毕竟当谈话变得更糟时，我们会有这种感觉。
顺向思维能力对那些既要求有很好的感觉运动控制又要求能编制一套动作从而达到某个目标的能力，是特别有用的。比如如何织一条围巾或者在下国际象棋时预判后面一系列的步骤。当然，它也可以解释黑猩猩如何掌握用小树枝来捕捉白蚁的一系列动作。巴顿认为“我们通过一系列行动来实现目标的能力，是我们对世界进行因果关系理解的基础”。